Антибактеріальна ефективність екстрактів листя, отриманих з ficus elastica roxb. Ex hornem. (moraceae) та його культиварів щодо штаму aeromonas sobria

DOI: 10.32900/2312-8402-2023-129-26-36

Ткаченко Г.,
д. б. н.,
https://orcid.org/0000-0003-3951-9005,
Кургалюк Н.,
д. б. н.,
https://orcid.org/0000-0002-4669-1092,
Інститут біології та наук про Землю, Поморський університет у Слупську, Польща,
Пенкала-Сафінська А.,
д. б. н.,
https://orcid.org/0000-0002-5515-8329,
Університет природничих наук, Познань, Польща,
Буюн Л.,
д. б. н.,
https://orcid.org/0000-0002-9158-6451,
Національний ботанічний сад імені М. М. Гришко НАН України,
Гончаренко В.,
к. н.,
https://orcid.org/0000-0001-6888-2124,
Львівський національний університет імені Івана Франка, Львів, Україна,
Прокопів А.,
к. н.,
https://orcid.org/0000-0003-1690-4090
Львівський національний університет імені Івана Франка, Львів, Україна, Ботанічний сад Львівського національного університету імені Івана Франка, Львів, Україна

Ключові слова: Ficus elastica Roxb. ex Hornem., екстракти, антимікробна ефективність, методика дискової дифузії Кірбі-Бауера, патогени риб, чутливість, резистентність


У цьому дослідженні вивчали антимікробну активність спиртових екстрактів, отриманих з листя Ficus elastica Roxb. ex Hornem. та його сортів (F. elastica ‘Rubra’, ‘Robusta’, ‘Burgundy’, ‘Variegata’) щодо Aeromonas sobria, щоб оцінити можливе використання цієї рослини для запобігання інфекціям у риб, спричиненим цим збудником в аквакультурі. Поточне дослідження було проведено в рамках проекту між п’ятьма університетами, який здійснюється в рамках програми співпраці, спрямованої на оцінку лікувальних властивостей тропічних і субтропічних рослин, культивованих in vitro. Зразки листя F. elastica та його сортів, культивованих у тепличних умовах, відбирали у Національному ботанічному саду імені М.М. Гришко (НБС) НАН України. Зокрема, були відібрані зразки листя F. elastica та його сортів, наприклад F. elastica ‘Rubra’, ‘Robusta’, ‘Burgundy’, ‘Variegata’. Штам Aeromonas sobria (K825), що походив від прісноводних видів риб, таких як звичайний короп (Cyprinus carpio L.) і райдужна форель (Oncorhynchus mykiss Walbaum), відповідно, був виділений у Відділі хвороб риб Національного ветеринарного науково-дослідного інституту в Пулавах (Польща). Антимікробну чутливість досліджуваного штаму Aeromonas sobria проводили методом дискової дифузії Кірбі-Бауера (1966) згідно з рекомендаціями Інституту клінічних і лабораторних стандартів (CLSI, 2014) з нашими деякими модифікаціями. Наші результати антимікробного скринінгу показали, що F. elastica та його сорти володіють помірними антибактеріальними властивостями щодо штаму A. sobria. Найбільш виражену антимікробну активність щодо A. sobria проявив спиртовий екстракт, отриманий із листя F. elastica ‘Variegata’. Зокрема, F. elastica та його сорти (F. elastica ‘Rubra’, ‘Robusta’, ‘Burgundy’, ‘Variegata’) проявляють помірну біоактивність. Отже, цю рослину можна розглядати як потенційне джерело антибактеріальних препаратів. Результати поточного дослідження відкривають нову перспективу для використання різних видів, що належать до роду Ficus, як лікарських рослин з антибактерійними властивостями з метою використання в аквакультурі лососевих риб.

Бібліографічний список

  1. Ahmadifar, E., Pourmohammadi Fallah, H., Yousefi, M., Dawood, M. A. O., Hoseinifar, S. H., Adineh, H., Yilmaz, S., Paolucci, M., & Doan, H. V. (2021). The Gene Regulatory Roles of Herbal Extracts on the Growth, Immune System, and Reproduction of Fish. Animals: an open access journal from MDPI, 11(8), 2167. https://doi.org/10.3390/ani11082167.
  2. Bauer, A. W., Kirby, W. M., Sherris, J. C., & Turck, M. (1966). Antibiotic susceptibility testing by a standardized single disk method. American journal of clinical pathology, 45(4), 493–496.
  3. Berg C. C., Corner E. J. H. 2005. Moraceae (Ficus). In: Noteboom H. P. (ed.) Flora Malesiana, Ser. 1, Vol. 17, Part 2. National Herbarium Nederland, Leiden, pp. 1-730.
  4. Clinical and Laboratory Standards Institute: VET03-/VET04-S2 Performance standards for antimicrobial susceptibility testing of bacteria isolated from aquatic animals, Second Informational Supplement. Vol. 34, No. 15. CLSI, Wayne, 2014.
  5. Clinical and Laboratory Standards Institute: VET03-A: Methods for antimicrobial disk susceptibility testing of bacteria isolated from aquatic animals; Approved Guideline. Vol. 26, No. 23. CLSI, Wayne, 2006.
  6. Cowan M. M. (1999). Plant products as antimicrobial agents. Clinical microbiology reviews, 12(4), 564–582. https://doi.org/10.1128/CMR.12.4.564.
  7. Cushnie, T. P., & Lamb, A. J. (2005). Antimicrobial activity of flavonoids. International journal of antimicrobial agents, 26(5), 343–356. https://doi.org/10.1016/j.ijantimicag.2005.09.002.
  8. Daglia M. (2012). Polyphenols as antimicrobial agents. Current opinion in biotechnology, 23(2), 174–181. https://doi.org/10.1016/j.copbio.2011.08.007.
  9. Dawood, M. A. O., El Basuini, M. F., Yilmaz, S., Abdel-Latif, H. M. R., Alagawany, M., Kari, Z. A., Abdul Razab, M. K. A., Hamid, N. K. A., Moonmanee, T., & Van Doan, H. (2022). Exploring the Roles of Dietary Herbal Essential Oils in Aquaculture: A Review. Animals: an open access journal from MDPI, 12(7), 823. https://doi.org/10.3390/ani12070823.
  10. Hajam, T. A., & Saleem, H. (2022). Phytochemistry, biological activities, industrial and traditional uses of fig (Ficus carica): A review. Chemico-biological interactions, 368, 110237. https://doi.org/10.1016/j.cbi.2022.110237.
  11. Kozińska, A. (2007). Dominant pathogenic species of mesophilic aeromonads isolated from diseased and healthy fish cultured in Poland. Journal of fish diseases, 30(5), 293–301. https://doi.org/10.1111/j.1365-2761.2007.00813.x.
  12. Lansky, E. P., Paavilainen, H. M. (2011). Figs: the genus Ficus. In: Hardman R. (ed.) Traditional herbal medicines for modern times, Vol. 9. CRC Press, Boca Raton, pp. 1-357.
  13. Mbosso Teinkela, J. E., Siwe Noundou, X., Nguemfo, E. L., Meyer, F., Wintjens, R., Isaacs, M., Mpondo Mpondo, A. E., Hoppe, H. C., Krause, R. W. M., & Azebaze, A. G. B. (2018). Biological activities of plant extracts from Ficus elastica and Selaginella vogelli: An antimalarial, antitrypanosomal and cytotoxity evaluation. Saudi journal of biological sciences, 25(1), 117–122. https://doi.org/10.1016/j.sjbs.2017.07.002.
  14. Mbosso, E. J., Nguedia, J. C., Meyer, F., Lenta, B. N., Ngouela, S., Lallemand, B., Mathieu, V., Antwerpen, P. V., Njunda, A. L., Adiogo, D., Tsamo, E., Looze, Y., Kiss, R., & Wintjens, R. (2012). Ceramide, cerebroside and triterpenoid saponin from the bark of aerial roots of Ficus elastica (Moraceae). Phytochemistry, 83, 95–103. https://doi.org/10.1016/j.phytochem.2012.07.010.
  15. Okoth, D. A., Chenia, H. Y., & Koorbanally, N. A. (2013). Antibacterial and antioxidant activities of flavonoids from Lannea alata (Engl.) Engl. (Anacardiaceae). Phytochemistry Letters, 6, 476–481, https://doi.org/10.1016/j.phytol.2013.06.003.
  16. Opryshko, M., Maryniuk, M., Gyrenko, O., Tkachenko, H., Kurhaluk, N., Buyun, L., Honcharenko, V., & Prokopiv, A. (2020). Dose-dependent assessment of the possible antioxidant effects of extracts derived from leaves of Ficus elastica ex Hornem. and its cultivars. In: Youth and Progress of Biology: Abstracts of XVI International Scientific Conference for Students and Ph.D. Students, dedicated to the 75th anniversary of the faculty of biology of Ivan Franko National University of Lviv and 90th anniversary from the birthday of prof. M.P. Derkach (Lviv, April 27–29, 2020). Lviv. 44-45.
  17. Pękala-Safińska, A., Tkachenko, H., Kurhaluk, N., Buyun, L., Osadowski,, Honcharenko, V., & Prokopiv, A. (2021). Studies on The Inhibitory Properties of Leaf Ethanolic Extracts Obtained from Ficus (Moraceae) Species Against Aeromonas Spp. Strains. Journal of veterinary research, 65(1), 59–66. https://doi.org/10.2478/jvetres-2021-0007.
  18. Phan, V. K., Chau, V. M., Nguyen, X. N., Bui, H. T., Tran, H. Q., Hoang, L. T. A., Nguyen, X. C., Truong, N. H., Seung, H. K., Jin, K. K., Hae-Dong, J., Young, H. K. (2012). Chemical constituents of the Ficus elastica leaves and their antioxidant activities. Bulletin of the Korean Chemical Society, 33, 3461–3464.
  19. Sackeyfio, A. C., & Lugeleka, O. M. (1986). The anti-inflammatory effect of a crude aqueous extract of the root bark of “Ficus elastica” in the rat. Archives internationales de pharmacodynamie et de therapie, 281(1), 169–176.
  20. Salehi, B., Prakash Mishra, A., Nigam, M., Karazhan, N., Shukla, I., Kiełtyka-Dadasiewicz, A., Sawicka, B., Głowacka, A., Abu-Darwish, M. S., Hussein Tarawneh, A., Gadetskaya, A. V., Cabral, C., Salgueiro, L., Victoriano, M., Martorell, M., Docea, A. O., Abdolshahi, A., Calina, D., & Sharifi-Rad, J. (2021). Ficus plants: State of the art from a phytochemical, pharmacological, and toxicological perspective. Phytotherapy research: PTR, 35(3), 1187–1217. https://doi.org/10.1002/ptr.6884.
  21. Salem, M. Z. M., Salem, A. Z. M., Camacho, L. M., & Ali, H. M. (2013). Antimicrobial activities and phytochemical composition of extracts of Ficus species: An over view. African Journal of Microbiology Research, 7(33), 4207–4219. https://doi.org/10.5897/AJMR2013.5570.
  22. Seif el-Din, S. H., El-Lakkany, N. M., Mohamed, M. A., Hamed, M. M., Sterner, O., & Botros, S. S. (2014). Potential effect of the medicinal plants Calotropis procera, Ficus elastica and Zingiber officinale against Schistosoma mansoni in mice. Pharmaceutical biology, 52(2), 144–150. https://doi.org/10.3109/13880209.2013.818041.
  23. Tkachenko, H., Buyun, L., Terech-Majewska, E., Osadowski, O., Sosnovskyi, Y., Honcharenko, V., & Prokopiv, A. (2016). In vitro antibacterial efficacy of Ficus against fish pathogen, Pseudomonas fluorescens. In: International Forum “The Current State and Prospects for the Development of Aquaculture in the Caspian Region“, dedicated to the 85th anniversary of Dagestan State University and the 75th anniversary of Professor F. Magomayev. Ed. F. Magomayev, S. Chalayeva, S. Kurbanova, A. Shakhnazova (Makhachkala, 17-19 October, 2016) Makhachkala, Printing house IPE RD. 182-189.
  24. Tkachenko, H., Buyun, L., Terech-Majewska, E., Osadowski, Z. (2016). Antibacterial activity of ethanolic leaf extracts obtained from various Ficus species (Moraceae) against the fish pathogen, Citrobacter freundii. Baltic Coastal Zone – Journal of Ecology and Protection of the Coastline, 20, 117–136.
  25. Tkachenko, H., Buyun, L., Terech-Majewska, E., & Osadowski, Z. (2016). In vitro antimicrobial activity of ethanolic extracts obtained from Ficus leaves against the fish pathogen Aeromonas hydrophila. Archives of Polish Fisheries, 24, 219–230. https://doi.org/10.1515/aopf-2016-0019
  26. Tkachenko, H., Buyun, L., Terech-Majewska, E., Osadowski, Z., Sosnovskyi, Y., Honcharenko, V., Prokopiv, A. (2016). The antimicrobial activity of some ethanolic extracts obtained from Ficus leaves against Aeromonas hydrophila. Trudy VNIRO, 162, 172–183.
  27. Tkachenko, H., Buyun, L., Terech-Majewska, E., Osadowski, Z., Sosnovskyi, Y., Honcharenko, V., & Prokopiv, A. (2016). In vitro antibacterial efficacy of various ethanolic extracts obtained from Ficus leaves against fish pathogen, Pseudomonas fluorescens. In: Globalisation and regional environment protection. Technique, technology, ecology. Eds Tadeusz Noch, Wioleta Mikołajczewska, Alicja Wesołowska. Gdańsk, Gdańsk High School Publ., 265-286.
  28. Tkachenko, H., Kurhaluk, N., Buyun, L., Honcharenko, V., & Prokopiv, A. (2022). Carbonyl derivatives of oxidatively modified proteins in the muscle tissue of the rainbow trout (Oncorhynchus mykiss Walbaum) after in vitro incubation with extracts derived from leaves of Ficus elastica ex Hornem. (Moraceae) and its cultivars. In: Medicinal Herbs: from Past Experience to New Technologies: Proceedings of Tenth International Scientific and Practical Conference, November, 21-22, 2022, Poltava State Agrarian University, Poltava. 161-166. https://doi.org/10.5281/zenodo.7493011.
  29. Tkachenko, H., Pękala-Safińska, A., Buyun, L., & Kurhaluk, N. (2022). A comparative assessment of the antibacterial activity of extracts derived from leaves of various Ficus species (Moraceae) against fish pathogens. Fisheries & Aquatic Life, 30(4), 217–231. https://doi.org/10.2478/aopf-2022-0021.
  30. Tkachenko, Н., Buyun, L., Terech-Majewska, Е., Sosnovskyi, Y., Honcharenko, V., & Prokopiv, А. (2016). In vitro inhibition of Aeromonas hydrophila growth by ethanolic extracts obtained from leaves of various Ficus species (Moraceae). Proceedings of V scientific and practical conference of International Association of Parasilotogists “Parasitic systems and parasitocoenoses of animals“, June 24-27, 2016, Vytebsk, Republic Belarus, 231-234.
  31. Zar, J. H. (1999). Biostatistical Analysis. 4th, Prentice Hall Inc., New Jersey.
  32. Zare, M., Esmaeili, N., Paolacci, S., & Stejskal, V. (2023). Nettle (Urtica dioica) Additive as a Growth Promoter and Immune Stimulator in Fish. Aquaculture nutrition, 2023, 8261473. https://doi.org/10.1155/2023/8261473.